光波導(dǎo)理論簡(jiǎn)明教程

第1章 波動(dòng)及射線(xiàn)理論基礎(chǔ)
　1.1 基本電磁方程
　　1.1.1 麥克斯韋方程和邊界條件
　　1.1.2 波動(dòng)方程和亥姆霍茲方程
　　1.1.3 波動(dòng)方程的標(biāo)量解
　1.2 平面波基礎(chǔ)
　　1.2.1 平面波的基本特征和波矢量
　　1.2.2 平面波的傳輸線(xiàn)模擬
　　1.2.3 基本平面波在邊界處傳播
　1.3 射線(xiàn)光學(xué)的基本方程
　　1.3.1 從波動(dòng)光學(xué)到射線(xiàn)光學(xué)的轉(zhuǎn)換
　　1.3.2 程函方程
　　1.3.3 射線(xiàn)軌跡方程及其簡(jiǎn)單應(yīng)用
第2章 介質(zhì)薄膜波導(dǎo)
　2.1 薄膜波導(dǎo)的射線(xiàn)光學(xué)分析法
　　2.1.1 導(dǎo)模的射線(xiàn)光學(xué)分析
　　2.1.2 輻射模的射線(xiàn)光學(xué)分析
　　2.1.3 泄漏模和消逝模的射線(xiàn)光學(xué)分析
　　2.1.4 古斯一漢辛效應(yīng)和導(dǎo)模區(qū)的有效厚度
　2.2 薄膜波導(dǎo)的波動(dòng)分析法
　　2.2.1 導(dǎo)模的波動(dòng)分析
　　2.2.2 其他模式的波動(dòng)分析
　　2.2.3 對(duì)稱(chēng)薄膜波導(dǎo)的分析
　2.3 非均勻薄膜波導(dǎo)的分析
　　2.3.1 非均勻薄膜波導(dǎo)的定解問(wèn)題
　　2.3.2 折射率平方為拋物線(xiàn)分布的薄膜波導(dǎo)
　　2.3.3 折射率平方為指數(shù)分布的薄膜波導(dǎo)
　2.4 薄膜波導(dǎo)的表面散射損耗
第3章 介質(zhì)帶狀光波導(dǎo)
　3.1 Marcatili的正規(guī)模近似分析法
　　3.1.1 邊值問(wèn)題的闡述
　　3.1.2 混合模式的近似解
　　3.1.3 本征方程
　　3.1.4 截止條件與單模工作
　　3.1.5 波矢量的近似解
　3.2 Goell的圓諧函數(shù)分析法
　　3.2.1 邊值問(wèn)題的闡述
　　3.2.2 邊界條件與點(diǎn)匹配
　　3.2.3 矩陣分量分析
　　3.2.4 計(jì)算方法和場(chǎng)型
　3.3 帶狀波導(dǎo)分析的其他方法
　3.4 帶狀波導(dǎo)的彎曲
　　3.4.1 邊值問(wèn)題的闡述
　　3.4.2 彎曲帶狀波導(dǎo)中光場(chǎng)的近似解
　　3.4.3 邊界條件與本征方程
　　3.4.4 小結(jié)
第4章 光纖理論
　4.1 階躍折射率光纖
　　4.1.1 射線(xiàn)分析基礎(chǔ)
　　4.1.2 階躍折射率光纖的射線(xiàn)分析法
　　4.1.3 階躍折射率光纖的標(biāo)量分析法
　　4.1.4 階躍折射率光纖的矢量模分析
　4.2 漸變折射率光纖
　　4.2.1 漸變折射率光纖的射線(xiàn)分析法
　　4.2.2 漸變折射率光纖的標(biāo)量模分析
　　4.2.3 漸變折射率光纖的WKBJ分析法
　4.3 單模光纖
　　4.3.1 單模階躍光纖的模場(chǎng)分布
　　4.3.2 變分法分析單模光纖
　　4.3.3 單模光纖的偏振效應(yīng)
　4.4 光纖的色散理論
　　4.4.1 材料色散
　　4.4.2 色散的脈沖響應(yīng)分析
　　4.4.3 單模光纖的色散
第5章 光子晶體波導(dǎo)和微結(jié)構(gòu)光纖
　5.1 光子晶體光纖及其分析方法
　　5.1.1 光子晶體光纖概述
　　5.1.2 光子晶體光纖的分析方法簡(jiǎn)介
　5.2 有限元法的基本原理
　　5.2.1 有限元法的發(fā)展
　　5.2.2 三分量有限元法
　　5.2.3 全矢量有限元法
　5.3 光子晶體光纖的特性分析
　　5.3.1 模式分布與有效折射率
　　5.3.2 PCF的限制損耗和等效模場(chǎng)面積
　　5.3.3 PCF的模式雙折射
　　5.3.4 PCF的色度色散特性
　5.4 小結(jié)
附錄I 單元插值函數(shù)
　I.1 線(xiàn)性三角形單元
　I.2 線(xiàn)性三角形棱邊元
附錄Ⅱ 數(shù)值積分
附錄Ⅲ 一種基于C／C++和Matlab的有限元法的實(shí)現(xiàn)
?、?1 子域劃分和區(qū)域離散
?、?2 建立整體矩陣
?、?3 添加邊界條件
?、?4 求解矩陣方程
?、?5 數(shù)據(jù)記錄及處理
參考文獻(xiàn)